UART

1. UART: واجهة الاتصال التسلسلي الشاملة

UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) أو جهاز الاستقبال والإرسال التسلسلي الشامل، هو بروتوكول اتصال تسلسلي شائع الاستخدام في الأجهزة الإلكترونية، بما في ذلك أجهزة التحكم الدقيقة و الحواسيب و أجهزة الاستشعار. يوفر UART طريقة بسيطة ومرنة لنقل البيانات بين الأجهزة، مما يجعله مكونًا أساسيًا في العديد من الأنظمة المدمجة وتطبيقات الاتصالات. يهدف هذا المقال إلى تقديم شرح تفصيلي لـ UART للمبتدئين، مع تغطية مبادئه الأساسية، وكيفية عمله، وتطبيقاته الشائعة، ومقارنته ببروتوكولات الاتصال الأخرى. كما سنربط هذا بفهم أساسي لكيفية ارتباطه بالبيانات الرقمية المستخدمة في مجالات مثل الخيارات الثنائية (عبر جمع البيانات من أجهزة الاستشعار).

مقدمة إلى الاتصال التسلسلي

قبل الخوض في تفاصيل UART، من المهم فهم مفهوم الاتصال التسلسلي. في الاتصال التسلسلي، يتم إرسال البيانات بتتابع، بت واحد في كل مرة، عبر سلك واحد (أو زوج من الأسلاك). على عكس الاتصال المتوازي الذي يرسل عدة بتات في وقت واحد، يرسل الاتصال التسلسلي البيانات بشكل متسلسل، مما يقلل من عدد الأسلاك المطلوبة.

توجد أنواع مختلفة من الاتصالات التسلسلية، بما في ذلك:

UART: النوع الأكثر شيوعًا، يستخدم على نطاق واسع في الأنظمة المدمجة.
SPI: (Serial Peripheral Interface) واجهة طرفية تسلسلية، تستخدم غالبًا للتواصل بين المتحكمات الدقيقة والأجهزة الطرفية.
I2C: (Inter-Integrated Circuit) بروتوكول اتصال ثنائي الاتجاه، يستخدم لتوصيل أجهزة متعددة بباص مشترك.
RS-232: معيار قديم للاتصال التسلسلي، لا يزال يستخدم في بعض التطبيقات.

مبادئ عمل UART

يعمل UART عن طريق تحويل البيانات المتوازية (عادةً 8 بتات) من جهاز الإرسال إلى سلسلة من البتات التسلسلية، وإرسالها عبر سلك واحد. على الجانب الآخر، يستقبل جهاز الاستقبال هذه البتات التسلسلية ويحولها مرة أخرى إلى بيانات متوازية.

المكونات الرئيسية لـ UART:

جهاز الإرسال (Transmitter): يحول البيانات المتوازية إلى بيانات تسلسلية.
جهاز الاستقبال (Receiver): يحول البيانات التسلسلية إلى بيانات متوازية.
مخزن الإرسال (Transmit Buffer): يخزن البيانات المراد إرسالها.
مخزن الاستقبال (Receive Buffer): يخزن البيانات المستلمة.
مولد الساعة (Clock Generator): يوفر إشارة الساعة اللازمة لتزامن عملية الإرسال والاستقبال.

العملية التفصيلية:

1. الإرسال: عندما يتم إرسال بايت من البيانات إلى UART، يقوم جهاز الإرسال بإضافة بتات إضافية إلى البيانات، بما في ذلك:

   *   بت البداية (Start Bit):  عادةً ما يكون '0'، يشير إلى بداية الإطار.
   *   بتات البيانات (Data Bits):  تحمل البيانات الفعلية (عادةً 8 بتات).
   *   بت التكافؤ (Parity Bit):  يستخدم للتحقق من الأخطاء (اختياري).
   *   بتات الإيقاف (Stop Bits):  عادةً ما يكون '1'، يشير إلى نهاية الإطار.

2. الاستقبال: يستقبل جهاز الاستقبال البتات التسلسلية ويقوم بإزالتها من السلك. يستخدم جهاز الاستقبال إشارة الساعة لتحديد متى يجب أخذ عينات من البيانات. بمجرد استلام إطار كامل (بت البداية، بتات البيانات، بت التكافؤ، بتات الإيقاف)، يقوم جهاز الاستقبال بتحويل البيانات التسلسلية مرة أخرى إلى بيانات متوازية.

إعدادات UART الأساسية

تتطلب UART بعض الإعدادات الأساسية لضمان الاتصال الصحيح بين الأجهزة.

معدل الباود (Baud Rate): يحدد سرعة نقل البيانات، وتقاس بالبتات في الثانية (bps). يجب أن يتطابق معدل الباود بين جهاز الإرسال وجهاز الاستقبال. قيم شائعة: 9600, 19200, 38400, 57600, 115200.
بتات البيانات (Data Bits): تحدد عدد البتات المستخدمة لتمثيل كل حرف (عادةً 8 بتات).
بت التكافؤ (Parity Bit): يستخدم للتحقق من الأخطاء. يمكن أن يكون:

   *   لا يوجد (None):  لا يتم استخدام بت التكافؤ.
   *   زوجي (Even):  يتم تعيين بت التكافؤ بحيث يكون عدد البتات '1' في الإطار زوجيًا.
   *   فردي (Odd):  يتم تعيين بت التكافؤ بحيث يكون عدد البتات '1' في الإطار فرديًا.

بتات الإيقاف (Stop Bits): تحدد عدد بتات الإيقاف المستخدمة في نهاية الإطار (عادةً 1 أو 2 بتات).

مثال: إعدادات UART شائعة هي: 9600 bps, 8 بتات بيانات, لا يوجد بت تكافؤ, 1 بت إيقاف.

تطبيقات UART

UART له العديد من التطبيقات في مجموعة متنوعة من المجالات.

الاتصالات التسلسلية: تستخدم UART للاتصال بين أجهزة الكمبيوتر والأجهزة الطرفية، مثل الطابعات والمودمات.
الأنظمة المدمجة: تستخدم UART على نطاق واسع في الأنظمة المدمجة للتواصل بين المتحكمات الدقيقة والأجهزة الطرفية، مثل أجهزة الاستشعار والشاشات.
تصحيح الأخطاء (Debugging): تستخدم UART لإخراج رسائل التصحيح من الأنظمة المدمجة إلى جهاز الكمبيوتر.
وحدات التحكم الطرفية (Console): توفر UART واجهة سطر أوامر للتحكم في الأنظمة المدمجة.
إنترنت الأشياء (IoT): تستخدم UART للتواصل بين أجهزة الاستشعار ووحدات التحكم في تطبيقات إنترنت الأشياء.
البيانات المالية و الخيارات الثنائية: يمكن استخدام UART لجمع البيانات من أجهزة الاستشعار المالية (مثل أسعار الأسهم) وإرسالها إلى نظام معالجة لتحليلها وتقديم إشارات تداول لـ استراتيجيات الخيارات الثنائية. على سبيل المثال، يمكن استخدام UART للاتصال بمصدر بيانات أسعار الأسهم لتغذية خوارزمية تحليل حجم التداول.

UART مقابل بروتوكولات الاتصال الأخرى

| الميزة | UART | SPI | I2C | |---|---|---|---| | **التعقيد** | بسيط | متوسط | متوسط | | **السرعة** | أبطأ | أسرع | متوسط | | **عدد الأسلاك** | 2 (TX, RX) | 4 (MISO, MOSI, SCK, SS) | 2 (SDA, SCL) | | **الاتجاه** | ثنائي الاتجاه (نصف مزدوج) | ثنائي الاتجاه (كامل مزدوج) | ثنائي الاتجاه (متعدد الأجهزة) | | **التطبيقات** | الاتصالات التسلسلية، الأنظمة المدمجة | الاتصال بين المتحكمات الدقيقة والأجهزة الطرفية | الاتصال بين أجهزة متعددة بباص مشترك |

تحليل مقارن:

UART هو الأبسط والأكثر سهولة في التنفيذ، ولكنه الأبطأ.
SPI أسرع من UART، ولكنه يتطلب المزيد من الأسلاك وأكثر تعقيدًا.
I2C يسمح بتوصيل أجهزة متعددة بباص مشترك، ولكنه أبطأ من SPI.

تنفيذ UART في البرامج

توفر معظم لغات البرمجة والمتحكمات الدقيقة مكتبات أو وظائف مضمنة لتنفيذ UART. على سبيل المثال، في لغة C، يمكن استخدام وظائف مثل `printf` و `scanf` لإرسال واستقبال البيانات عبر UART. في بيئة Arduino، يمكن استخدام مكتبة `Serial` لتكوين UART وإرسال واستقبال البيانات.

مثال (Arduino):

```c++ void setup() {

 Serial.begin(9600); // تهيئة UART بمعدل 9600 bps

}

void loop() {

 if (Serial.available() > 0) {
   char incomingByte = Serial.read(); // قراءة بايت من UART
   Serial.print("Received: ");
   Serial.println(incomingByte);
 }

} ```

الأخطاء الشائعة في UART وكيفية تجنبها

عدم تطابق معدل الباود: تأكد من أن معدل الباود متطابق بين جهاز الإرسال وجهاز الاستقبال.
أخطاء التكافؤ: إذا تم استخدام بت التكافؤ، تأكد من أنه تم تكوينه بشكل صحيح.
ضوضاء الإشارة: يمكن أن تتسبب الضوضاء في الإشارة في أخطاء في البيانات. استخدم كابلات محمية وحاول تقليل الضوضاء في البيئة.
مشاكل في التأريض: تأكد من أن جميع الأجهزة مؤرضة بشكل صحيح.

UART و الخيارات الثنائية: جمع وتحليل البيانات

في عالم الخيارات الثنائية، يعتمد النجاح بشكل كبير على جمع وتحليل البيانات في الوقت الفعلي. يمكن أن يلعب UART دورًا حاسمًا في هذا السياق. على سبيل المثال:

**أجهزة الاستشعار المالية:** يمكن لأجهزة الاستشعار المتخصصة جمع بيانات مثل حجم التداول، تقلبات الأسعار، ومؤشرات فنية (مثل مؤشر القوة النسبية، المتوسط المتحرك، مؤشر الماكد ) وإرسالها عبر UART إلى نظام مركزي.
**التكامل مع الخوارزميات:** يمكن للنظام المركزي بعد ذلك معالجة هذه البيانات باستخدام خوارزميات التحليل الفني و التعلم الآلي لتحديد فرص التداول المحتملة.
**إشارات التداول:** يمكن إرسال إشارات التداول الناتجة عن الخوارزمية عبر UART إلى منصة تداول الخيارات الثنائية لتنفيذ الصفقات تلقائيًا أو إعلام المتداولين.
**استراتيجيات التداول:** يمكن استخدام البيانات التي تم جمعها عبر UART لتطوير وتحسين استراتيجيات التداول المختلفة، مثل استراتيجية مارتينجال، استراتيجية فيبوناتشي، استراتيجية الاختراق.
**إدارة المخاطر:** يمكن استخدام البيانات في الوقت الفعلي لتقييم المخاطر وتعديل حجم الصفقة بناءً على ظروف السوق.
**التحليل الأساسي:** يمكن دمج بيانات الأخبار والتقارير المالية (التي يتم جمعها عبر مصادر أخرى) مع بيانات السوق التي تم جمعها عبر UART للحصول على رؤية شاملة للسوق.
**التحليل العاطفي (Sentiment Analysis):** يمكن استخدام البيانات النصية من مصادر الأخبار ووسائل التواصل الاجتماعي (التي يتم جمعها وتحويلها إلى بيانات رقمية) مع بيانات UART لتقييم معنويات السوق.
**التحليل الكمي:** يمكن استخدام البيانات التي يتم جمعها عبر UART لتطوير نماذج كمية للتنبؤ بحركة الأسعار.
**التحليل الإحصائي:** يمكن استخدام البيانات لإجراء تحليل إحصائي لتحديد الاتجاهات والأنماط في السوق.
**تداول الخوارزمي:** يمكن استخدام UART كجزء من نظام تداول خوارزمي كامل، حيث يتم جمع البيانات ومعالجتها وتنفيذ الصفقات تلقائيًا.
**تحسين الأداء:** يمكن استخدام البيانات التي تم جمعها عبر UART لتحسين أداء استراتيجيات التداول الحالية.
**التحقق من صحة النظام:** يمكن استخدام UART لإرسال بيانات الاختبار والتحقق من صحة أداء النظام.
**تسجيل البيانات:** يمكن استخدام UART لتسجيل البيانات التاريخية لأغراض التحليل والتدقيق.
**المراقبة في الوقت الفعلي:** يمكن استخدام UART لمراقبة أداء النظام في الوقت الفعلي.
**الاتصالات الآمنة:** يمكن استخدام تقنيات التشفير لتأمين الاتصالات عبر UART.
**التكامل مع منصات التداول:** يمكن دمج UART مع منصات التداول المختلفة لتنفيذ الصفقات تلقائيًا.
**تحسين إدارة رأس المال:** يمكن استخدام البيانات التي تم جمعها عبر UART لتحسين إدارة رأس المال وتقليل المخاطر.
**تحسين الأرباح:** الهدف النهائي هو استخدام البيانات التي تم جمعها عبر UART لتحسين الأرباح وزيادة العائد على الاستثمار.
**تحسين دقة التنبؤ:** يمكن استخدام البيانات لتحسين دقة التنبؤ بحركة الأسعار.
**تقليل الخسائر:** يمكن استخدام البيانات لتقليل الخسائر وحماية رأس المال.
**تحسين سرعة التنفيذ:** يمكن استخدام UART لتحسين سرعة تنفيذ الصفقات.
**تحسين الكفاءة:** يمكن استخدام UART لتحسين كفاءة نظام التداول بأكمله.
**تحسين قابلية التوسع:** يمكن استخدام UART لتحسين قابلية توسع نظام التداول.
**تحسين الموثوقية:** يمكن استخدام UART لتحسين موثوقية نظام التداول.
**تحسين الأمان:** يمكن استخدام UART لتحسين أمان نظام التداول.

الخلاصة

UART هو بروتوكول اتصال تسلسلي قوي ومرن يستخدم على نطاق واسع في مجموعة متنوعة من التطبيقات. فهم مبادئه الأساسية وإعداداته وتطبيقاته أمر ضروري لأي شخص يعمل مع الأنظمة المدمجة أو الاتصالات التسلسلية. كما أظهرنا، يمكن أن يكون UART أداة قيمة في مجال الخيارات الثنائية من خلال تسهيل جمع وتحليل البيانات في الوقت الفعلي، مما يؤدي إلى اتخاذ قرارات تداول أكثر استنارة.

ابدأ التداول الآن

سجّل في IQ Option (الحد الأدنى للإيداع 10 دولار) افتح حساباً في Pocket Option (الحد الأدنى للإيداع 5 دولار)

انضم إلى مجتمعنا

اشترك في قناة Telegram الخاصة بنا @strategybin لتصلك: ✓ إشارات تداول يومية ✓ تحليلات استراتيجية حصرية ✓ تنبيهات اتجاهات السوق ✓ مواد تعليمية للمبتدئين